摘要：西門子840Dsl和828D系統配置了具有信號跟蹤的Trace功能界面。Trace功能可以監控和跟蹤包括PLC、NC及驅動等多種變量，且能靈活方便地顯示為圖表形式，在診斷方面具有不可替代的作用。這里介紹了Trace功能的使用方法及其意義，擴展了西門子數控設備的故障診斷方法。
在840Dsl和828D數控系統中，Operate軟件中的N C/P L Ctrace 功能可用于跟蹤指定時間內的變量狀態，并且將跟蹤的結果以圖表的形式顯示在屏幕上。數控系統、驅動器和PLC的處理速度很快，最大的也在毫秒級。因此，通過肉眼觀察診斷畫面變量快速、突然的變化幾乎是不可能的。Trace功能彌補了這方面的不足，在一些特殊的診斷應用中具
有突出的效果。
1. 脈沖信號干擾的診斷
在實際的機床調試中，往往會遇到這種情況：編制一段PLC程序，在邏輯上沒有問題，通過電腦上的軟件模擬也沒有問題，即使在機床的實際運行中，大多數時間也都是正常的，然而卻偶爾發生邏輯結果出錯的情況，導致故障發生。
這種偶發的故障由于在邏輯上找不到問題，因此較難排除，Trace功能則能有效地解決這個問題。
圖 1
圖1所示是一段簡單的單按鍵控制雙穩態邏輯的PLC程序。通過邏輯分析可以看出，通過按鍵DB9010.DBX1.7的操作或通過M92/M93代碼的執行，可以實現夾具動作的切換，而M1.3（即液壓系統壓力到達）作為夾具動作的條件，M150.4和M150.5用來存儲中間狀態。從邏輯上看是沒有問題的，然而在實際應用中出現了如下現象：
M92/M93 自動執行時動作正常；手動執行時，動作切換后馬上又自行切換回原狀態，且慢按按鈕更容易出現故障。
通過Trace功能查看信號變化：
（1）進入Trace界面，選擇跟蹤變量（見圖2）。顯示如圖3所示畫面。
輸入需要跟蹤的變量，并選擇需要顯示的顏色：
M1.3 --------------------------紅色
DB9010.DBX1.7------------ 藍色
M150.4-----------------------灰色
M150.5-----------------------綠色
（2）設置跟蹤條件。跟蹤的方式有兩種：限時跟蹤和通過變量值控制跟蹤。限時跟蹤是以系統采樣周期為基礎時鐘的，最精確的采樣時間只有10s，如果想延長跟蹤時間，只能通過隔幾個掃描周期采樣一次的方式，但是延時能力有限；根據變量值控制跟蹤的方式可以通過變量值變化來控制，以本例來說，設置了一個全局變量“_TRACE_ON”的
變化作為控制信號，當_TRACE_ON=1時，跟蹤啟動，_TRACE_ON=0時結束，_TRACE_ON的數值可在“參數”→“用戶變量”→“全局用戶變量”中直接操作賦值。設置畫面如圖4所示。
（3）啟動跟蹤并顯示結果。在“參數”→“用戶變量”界面中將R0修改為1，同時通過按鍵反復動作夾具，當出現故障問題時，將R0置0，同時觀察跟蹤曲線如圖5所示。
從圖5可以看出，機床實際運行時，來自系統壓力的信號有脈沖式的波動，當按住按鍵的時間較長時，一旦遇到壓力信號的波動，就會引發狀態的又一次切換，即符合上述故障現象，在重新校準了壓力繼電器后，故障排除。
2. 軸運行狀態的診斷
本公司生產的一種雙通道曲軸主軸頸加工車床SUC8117j，在進行激光測量螺距時發現，二通道的X軸螺距誤差相對較大，補償值較大，而一通道的X軸則很好。該車床采用對稱的結構，兩側的X軸不應有較大差距，為了提高機床的精度，幫助操作人員縮小可能存在的問題范圍，采用了Trace 功能監控的方法檢查機床運行狀態。
首先機床運行軸進給程序：
AA:
G1 G90 X0 F1000
G4F2
X-50
G4F2
X-100
G4F2
X-150
…
GOTOB AA
程序可使 X 軸反復間歇運行，同時應用Trace功能監控驅動轉矩實際值參數r0080，對比兩個軸的轉矩如圖6所示。
可以看到在名義負載相同的情況下，兩個X軸的轉矩值相差較大，說明實際負載有一定的差值，經檢查發現拉罩中支架發生了形變，更換拉罩解決了問題。
3. 結語
應用Trace功能可以方便地監控除了上述兩個例子外的其他多種變量：方式組、通道、軸、PLC報警及全局用戶變量等；圖表的形式可以縮放比例、調整顯示布局，十分方便直觀。但很多制造商和用戶對Trace功能還很不熟悉，因此推廣使用Trace功能進行機床特殊信號的監控、診斷具有一定的實際意義。
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